FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O estudo para o desenvolvimento de uma fonte ininterrupta de energia com possibilidade de uso em sistema fotovoltaico, tem como motivaÃÃo que a larga escala da produÃÃo desse tipo de equipamento possa reduzir o custo dos conversores de eletrÃnica de potÃncia associados a uma instalaÃÃo fotovoltaica. O projeto proporem a uniÃo de topologias de conversores, resultando em uma UPS do tipo on-line com tensÃo de entrada e de saÃda de 220 Volts 60 Hz, potÃncia total de 715VA, rendimento de 88%, isolada em alta freqÃÃncia e com correÃÃo do fator de potÃncia na entrada. Sendo composta por um retificador na entrada com topologia de um conversor em ponte completa alimentado em corrente, esse conversor à responsÃvel por prover a correÃÃo do fator de potÃncia na entrada e da isolaÃÃo galvÃnica em alta freqÃÃncia. Um inversor em ponte completa com filtro LC e modulaÃÃo PWM unipolar, que à capaz de entregar uma tensÃo senoidal para a carga e um conversor boost de alto ganho que cumpre o papel de elevar a tensÃo de 24 Volts do banco de baterias para a tensÃo de 400 Volts do barramento de entrada do inversor. Cada conversor tem seu estudo teÃrico desenvolvido e ao final apÃs as especificaÃÃes e dimensionamentos sÃo mostrados os resultados experimentais do protÃtipo do projeto. Quando o sistema for aproveitado em uma instalaÃÃo fotovoltaica somente o inversor e o conversor boost de alto ganho sÃo utilizados. / The study of the development of initerruptible power supply to be used in a photovoltaic system has as motivation that the wide UPS production scale can reduce the cost of power electronics converters associated with a photovoltaic system. The project proposes a topology of an on-line UPS, with 220 Volts, 60 Hz input/output voltage, 715 VA power, 88% efficiency, High frequency isolation and Power factor correction. The Project consists on a rectifier, it is responsible for providing the input power factor correction and the high frequency isolation. An inverter, it supply the load with a output sinusoidal voltage and a high gain boost converter that increase the voltage from the battery pack up to the inverter. When the project is used in a photovoltaic system, it is only used the inverter and the high gain boost converter.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Visando superar os desafios inerentes à conversÃo de energia elÃtrica em sistemas de alta potÃncia, minimizando as perdas e melhorando a qualidade da energia processada, este tra-balho tem por objetivo analisar e implementar uma tÃcnica de modulaÃÃo para ser aplicada nas duas topologias de inversores multinÃveis mais disseminadas - com neutro grampeado (NPC), e com capacitor flutuante (FC) - a fim de reduzir os esforÃos nos semicondutores, bem como melhorar o Ãndice de distorÃÃo harmÃnica da tensÃo de saÃda. Ao longo do trabalho foi evidenciada a necessidade da digitalizaÃÃo da tÃcnica proposta, visto que o desenvolvimento analÃgico da mesma acarretaria em um circuito complexo e de baixa confiabilidade. Dessa forma, escolheu-se como plataforma digital um FPGA, devido à sua facilidade de programa-ÃÃo e reconfiguraÃÃo, alÃm da alta velocidade e quantidade de pinos de entrada e saÃda. AlÃm da tÃcnica proposta, foram tambÃm desenvolvidas outras modulaÃÃes para fins de compara-ÃÃo, apresentando os padrÃes de chaveamento para cada uma delas, bem como o comporta-mento da corrente atravÃs dos semicondutores em cada perÃodo de chaveamento. Foi tambÃm realizada a anÃlise teÃrica das topologias e suas respectivas etapas de operaÃÃo, caracterÃsticas e levantamento das equaÃÃes que ditam a anÃlise das perdas para as diferentes situaÃÃes de tÃcnicas aplicadas a cada uma das estruturas. O desenvolvimento digital das tÃcnicas mostrou-se correta atravÃs da anÃlise das formas-de-onda colhidas por meio de um circuito digital-analÃgico. AlÃm disso, a comparaÃÃo da aplicaÃÃo dessas modulaÃÃes em inversores a trÃs nÃveis NPC e FC de 6 kW mostrou-se favorÃvel à tÃcnica proposta em termos de eficiÃncia e reduÃÃo da distorÃÃo harmÃnica em ambas as topologias, comprovando sua utilidade em con-versores multinÃveis de alta potÃncia. Por fim, foi apresentado o desenvolvimento da tÃcnica proposta em inversores com mais de trÃs nÃveis, onde se pode comprovar sua eficiente aplica-ÃÃo para tais fins, bem como sua expansibilidade para inversores de n nÃveis. / In order to overcome the challenge of processing electric energy in high power systems with minimal losses and high energy quality, this work presents the implementation and anal-ysis of a modulation technique applicable on both most well-known multilevel inverter struc-tures - neutral point-clamped (NPC), and flying capacitors (FC) - to reduce the stresses across the semiconductors devices, and to improve the total harmonic distortion of the output volt-age. Throughout the work, the necessity to digitalize the proposed technique has been evi-denced due to the high complexity and low reliability inherent to the analogical approach. Thus, the digital controller FPGA has been chosen, as it is easy to program and reconfigure, works at high speed, and has a lot of input and output pins. Additionally, other modulation techniques were also implemented to compare their performance with the proposed one, pre-senting the switching patterns and the behavior of the electrical currents through the semicon-ductors for each modulation. A theoretical analysis was also performed for both topologies and their respective operation principle, characteristics, and equations used on the losses anal-ysis for the different combinations of modulation applied to each structure. Finally, the digital development of the various techniques has proved to be correct by observing the waveforms obtained through the digital/analogical circuit. Besides, the comparison of the modulation techniques on 6 kW NPC and FC three-level prototype inverters proved to be favorable to the proposed technique in terms of efficiency and total harmonic distortion reduction on both topologies, confirming its usefulness on high power multilevel converters. At last, it was pre-sented the application of the proposed modulation technique to inverters with more than three levels, where it was observed its eligibility for n-levels topologies.

Este trabalho apresenta o estudo de um carregador de baterias monofÃsico aplicado a veÃculos elÃtricos. Este carregador à composto por dois estÃgios de processamento de energia e um circuito digital de supervisÃo para controlar a tensÃo sobre o banco de baterias e a corrente de recarga das mesmas. O primeiro estÃgio consiste de um conversor CA-CC bridgeless com caracterÃstica de alto fator de potÃncia, e o segundo estÃgio à representado por um conversor CC-CC fullbridge com isolamento em alta frequÃncia e comutaÃÃo sob tensÃo nula (Zero Voltage Switching â ZVS). Para ambos os conversores, foi realizada uma anÃlise qualitativa e quantitativa, bem como apresentados exemplos de projeto para facilitar o dimensionamento dos componentes. Finalmente, com os componentes escolhidos, foi montado um protÃtipo que permite carregar de uma atà oito baterias de 12 V conectadas em sÃrie. O sistema apresenta como especificaÃÃes: tensÃo de entrada alternada de 220 VÂ15%; tensÃo de saÃda contÃnua de 120 V; corrente de saÃda contÃnua de 20 A; e potÃncia mÃdia de saÃda de 2,4 kW. / This work presents a single-phase battery charger for electric vehicles. This converter is composed by two energy processing stages and a digital circuit to control the voltage across the batteries and their respective charging current. The first stage is a high power factor ACDC bridgeless converter, while the second one consists on a ZVS (Zero Voltage Switching) high frequency isolated DC-DC full-bridge converter. For both converters, the qualitative and quantitative analyses have been performed, as well as design examples have been presented in order to ease the components calculation. Finally, a prototype that allows charging up to eight series-connected 12 V batteries has been built. The system specifications are: AC input voltage of 220 V Â15%; DC output voltage of 120 V; DC output current of 20 A; and average output power of 2.4 kW.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A teoria dos jogos à um ramo da matemÃtica dedicado à anÃlise das interaÃÃes entre elementos concorrentes, que se encontram em situaÃÃo de conflito, e à formulaÃÃo de estratÃgias de decisÃo. O potencial de aplicaÃÃo desta teoria em sistema de comunicaÃÃo mÃvel à considerado, jà que em alguns dos problemas podem ser identificados elementos em situaÃÃo de conflito. Dois problemas sÃo aqui abordados, a saber, o controle de potencia de transmissÃo e a equalizaÃÃo adaptativa de canal. Ambos estÃo relacionados à interferÃncia, que à um dos mais importantes fatores limitantes do desempenho de sistemas de telefonia celular. O controle de potÃncia de transmissÃo consiste em um procedimento de gerenciamento da interferÃncia de mÃltiplo acesso. Uma nova abordagem deste problema, via teoria dos jogos à considerada nesta dissertaÃÃo, resultando em uma nova deduÃÃo do algoritmo clÃssico de controle de potÃncia DPC (do inglÃs Distributed Power Control). Um novo algoritmo denominado GT-DPC ( do inglÃs Game â Theoretic Distributed Power Control), à desenvolvido e se revela uma forma geral do algoritmo DPC. O algoritmo GT-DPC se mostra mais eficiente em termos de energia do que os algritmos convencionais para serviÃos de qualidade flexÃvel( melhor esforÃo), isto Ã, para um mesmo nÃvel de potÃncia de transmissÃo mais altas do que o DPC. AlÃm disso, este algoritmo permite o gerenciamento dos recursos de potÃncia em cenÃrios de coexistÃncia de serviÃos com diferentes caracterÃsticas. Neste caso, o Lgoritmo à denominado GT-MSDPC ( do inglÃs Game-Theoretic Multi- Service Distributed Power Control).O desempenho dos algoritmos propostos para sistemas de serviÃos à avaliado atravÃs de simulaÃÃes computacionais que emulam os sistemas celulares TDMA( do inglÃs Time Division Multiple Acess) e CDMA(do inglÃs Code Division Multiple Acess). A aplicaÃÃo da teoria dos jogos à equalizaÃÃo adaptativa de canal, que à o procedimento de combate à interferÃncia entre sÃmbolos, està relacionada a situaÃÃes de pior caso. O filtro H( filtro robusto) à derivado atravÃs da aplicaÃÃo de conceitos da teoria dos jogos. AlÃm disso, suas interrelaÃÃes com o filtro de Kalman(RLS) sÃo apresentadas. Por meio de simulaÃÃes computacionais que emulam o sitema de telefonia celular GSM(do inglÃs Global System for Mobile Communications), ambos os fltros tÃm se desempenho como equalizador adaptativo de canal avaliado em dois diferentes cenÃrios. No primeiro deles, diferentes velocidades sÃo atribuÃdas ao usuÃrio, e os resultados mostram que o Rls e o equalizador H apresentam desempenhos comparÃveis. No segundo, considera-se a presenÃa de ruÃdo impulsivo, que pode ser uma consequÃncia do assincronismo de interferÃncia d mÃltiplo acesso, ou que pode ter fontes externas ao sistema de comunicaÃÃo, como a igniÃÃo de motores, llinhas de transmissÃo de energia, fornos de microondas, entre outros. Neste segundo cenÃrio, a robustez do equalizador H fica demonstrda, assim como a degradaÃÃo do desempenho do RLS. Um equalizador hÃbrido RLS-H à proposto, com a obtenÃÃo de ganhos expressivos com respeito ao equalizador RLS convencional. / Game theory is a branch of the Mathematics concerned with the analysis of interactions between competing elements, which are found in conflicting situations, and concerned with the formulation of decision strtegies. This theory is potentially applicable to communications systems problems, since elements in conflicting situations can be identified in some of such problems.Two problems are here considered: the transmit power control and the adaptive channel equalization. Both problems are related to interference, which is one of the most important limiting factors for the cellular system perfomance. Transmit power control consist of a procedure for multi-acess interference management. A new game theoretical approach to power control problem is considered, resulting in a new way to deduce the classical power control algorithm DPC(Distributed Power Con trol). A new algorithm, denoted GT-DPC(Game-theoretic Distributed Power Control), is developed and can be seen as a general form of DPC algorithms for best effort services, since for a unique transmit power level it provides data rates higher than DPC. Furthermore, it allows the power resource management in the presence of services, since for a unique transmit power level it provides data rates higher than DPC. Furthermore, it allows the power resource management in the presence of services with different characteristics. In this case, the algorithm is denoted GT-MSDPC(Game-Theoretic Multi-Service Distributed Power Control). The perfomace of the proposed algorithms for single-service and multi-service systems is demostrated through computational experiments whch simulate TDMA(Time Division Multiple Acess) and CDMA(Code Division Multiple Acess) cellular Systems. The game theory application to adaptive equalization, which is the procedure to combat the intersymbol interference, is related to worst case situations. The H filter(robust filter) is deduced by applying game-theoretic concepts. Furthermore, their relations with the Kalman filter are presented. Through computational experiments wihch simulate GSM(Global System for Mobile Communications) cellular system, both filters have their perfomance as adaptive channel equalizers valued in two different scenarios. In the first one,different speeds are attributed to the user, and results show that both RLS and H equalizer present similar perfomances. In the secon scenario, impulsive noise is considered. Impulsive noise may have external sources, as motors ignition, energy transmission lines or microwaves ovens. In this scenario, the H equalizer robustness is demontrated, so as the RLS perfomance degradation. A hybrid RLS-H equalizer is proposed, obtaining expressive gains with respect to conventional RLS equalizer.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / A geraÃÃo de energia elÃtrica que combina o desenvolvimento humano com menos impactos ambientais e menos poluiÃÃo à um item fundamental no inÃcio deste sÃculo. Assim, a principal motivaÃÃo da caminhada atual à o desenvolvimento de novas topologias de sistemas descentralizados de fornecimento de energia. O objetivo à desenvolver um conversor bidirecional com alto ganho tensÃo, que à projetado para operar em dois modos: boost e buck. A topologia apresentada permite a transferÃncia bidirecional de energia, o que em algumas situaÃÃes, à transferida para o barramento CC, ou para um banco de baterias. O conversor à projetado para um potÃncia de 2 kW. à apresentado o desenvolvimento teÃrico e experimental do projeto para os dois modos de operaÃÃo. A fim de validar a proposta, sÃo apresentados resultados experimentais, para uma potÃncia de 1 kW. Os resultados foram satisfatÃrios e seu rendimento global de 93%. O protÃtipo foi testado em condiÃÃes diferentes que podem ser encontradas no dia-a-dia. / The achievement of energy generation which combines human development with less environment pollution impact is a key item in the premises of this century. Thus the main motivation of the present walk is the development of new topologies for decentralized supply systems. The objective is to develop a bidirectional converter with high voltage gain, which is designed to operate in two modes: step-up (boost) and step down (buck). The presented topology enables to bidirectional energy transfer, which in some situations it is returned to the load DC bus, formed by a back of batteries. The converter is designed for 2 kW linear load power. If is presented theoretical development and experimental designs for the two operation modes. In order to validate the proposal, it is presented experimental results, from 1 kW laboratory prototype are presented as well and 93% overall efficiency. The prototype was tested in different conditions that may be found daily.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O monitoramento e o diagnÃstico de falhas incipientes em transformadores de potÃncia imersos em Ãleo estÃo diretamente relacionados à avaliaÃÃo das condiÃÃes do sistema de isolamento. Neste estudo, estabelece-se o conceito de monitoramento e diagnÃstico, e em seguida tÃcnicas de monitoramento on-line sÃo discutidas. Um sistema de prÃ-diagnÃstico à elaborado baseado na utilizaÃÃo de um dispositivo on-line de monitoramento, Hydran da GE, para classificar a gravidade da situaÃÃo de falha detectada. Uma vez detectada uma situaÃÃo de falha, mÃdulos inteligentes de diagnÃstico de falhas incipientes, via redes neurais, podem ser utilizados para identificaÃÃo da falha interna do equipamento. Para completar a verificaÃÃo da qualidade dielÃtrica do lÃquido isolante, tambÃm à descrito um algoritmo inteligente, baseado em redes neurais, para diagnÃstico do estado do Ãleo atravÃs das grandezas fÃsico-quÃmicas. A relaÃÃo entre os atributos fÃsico-quÃmicos e as grandezas cromatogrÃficas referente ao Ãleo mineral tambÃm foram averiguadas. Foi desenvolvida, entÃo, a estimaÃÃo dos gases dissolvidos atravÃs das caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas. Os mÃdulos de monitoramento on-line, diagnÃsticos do estado do Ãleo e de falhas incipientes, alÃm da estimaÃÃo dos gases dissolvidos, perfazem um sistema computacional de auxÃlio à operaÃÃo e manutenÃÃo. O sistema implementado apresenta resultados satisfatÃrios na implantaÃÃo em uma planta de usina termelÃtrica. / The monitoring and diagnosis of incipient fault in power transformers immerses in oil are directly related to the assessment of the isolation system conditions. In this research, it is established the concept of monitoring and diagnosis, after that, on-line monitoring techniques are discussed. A pre-diagnosis system is elaborated based on use of a monitoring on-line device, Hydran GE, to classify the situation gravity of the detected fault. Once detected a fault situation, intelligent modules of incipient fault diagnosis, by neural networks, can be used to identification of internal fault of the equipment. To complete the checking of the dielectric quality of the isolate liquid, it is also described an intelligent algorithm, based on neural networks, to diagnosis of the oil estate through physical-chemical attribute. The relation between physical-chemical attributes and chromatographic ones regarding to mineral oil were also verified. It was developed, then, the dissolved gases esteem through physicalchemical characteristics. The on-line monitoring modules, diagnosis of oil estate and incipient fault, besides dissolved gases esteem, constitute a computation aid system to operation and maintenance. The implemented system presents satisfied results in a thermoelectric power plant.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / This work deals with the theoretical analysis, design methodology and laboratory implementation of a 3kVA on-line mode Uninterruptible Power Supply (UPS) composed by a multilevel inverter based on a transformer with multiple secondaries and an active power factor correction input stage composed by a diode rectifier in series with a boost converter.The main motivation for this study is to assess the benefits of multilevel inverters in low power (<10kVA) applications. A 3kVA Uninterruptible Power Supply (UPS) with output and input voltage of 220V and 60Hz, has been implemented. Simulation and experimental results for a single phase prototype are conducted to validate the proposed idea. The utilization of low frequency operation inverters promotes low EMI, lower switches stresses, very low commutation losses and consequently higher efficiency. The multilevel converter here used isolates the load from the grid due to the multi-windings transformer intrinsic to the topology. The on-line mode of the UPS (no battery mode) has been implemented. Simulation and experimental results for a single-phase prototype are presented to validate the proposed converter. The UPS presented an efficiency of 90% / Este trabalho apresenta a anÃlise teÃrica, metodologia de projeto e implementaÃÃo do modo rede de um sistema ininterrupto de energia (UPS) na configuraÃÃo on-line, utilizando um inversor multinÃvel e um prÃ-regulador com correÃÃo de fator de potÃncia. O inversor baseia-se num transformador que opera em baixa freqÃÃncia com mÃltiplos secundÃrios isolados, em que a tensÃo multinÃvel na saÃda à formada atravÃs da combinaÃÃo dos enrolamentos secundÃrios do transformador por chaves de potÃncia estÃticas operando em baixa freqÃÃncia. O prÃ-regulador à composto por uma ponte completa de diodos em sÃrie com um conversor boost. A motivaÃÃo para este estudo consiste em avaliar os benefÃcios da utilizaÃÃo de inversores multinÃveis em baixas potÃncias (<10kVA) em UPS, com Ãnfase nos rendimentos das topologias. A utilizaÃÃo do inversor multinÃvel operando em baixa freqÃÃncia garante menores Ãndices de EMI, menores esforÃos de tensÃo e corrente nos semicondutores da estrutura, desprezÃveis perdas por comutaÃÃo e consequentemente maior rendimento. A estrutura utilizada possui ainda a caracterÃstica de garantir isolamento galvÃnico da rede elÃtrica com a carga atravÃs da utilizaÃÃo do transformador intrÃnseco desta topologia. O prÃregulador possui uma topologia que garante facilidade de implementaÃÃo e alto rendimento. O modo rede de um sistema ininterrupto de energia de 3kVA com tensÃo de entrada e saÃda de 220V e 60Hz, foi implementado. As simulaÃÃes e os resultados experimentais para um protÃtipo monofÃsico sÃo apresentados para a validaÃÃo da estrutura. O rendimento mÃximo obtido para o protÃtipo foi de 90%.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho objetivou conhecer a forma como pessoas com deficiÃncia visual sentem, pensam e agem na cidade de Fortaleza. A deficiÃncia foi abordada como uma construÃÃo social e nÃo apenas como uma limitaÃÃo sensorial. Com base nos aportes teÃricos da Psicologia social e ambiental compreende-se o homem como ser histÃrico, social e ativo que interrelaciona-se com seu entorno sÃcio-fÃsico transformando-o e sendo por ele transformado. O estudo questionou o impacto das vivÃncias urbanas das pessoas com deficiÃncia visual como afetos potencializadores ou despotencializadores de sua aÃÃo na cidade. A teoria da afetividade e o conceito de estima de lugar orientaram a compreensÃo da relaÃÃo dos indivÃduos com a cidade, apontando inclusive para a escolha da metodologia de investigaÃÃo. A partir da aplicaÃÃo do Instrumento Gerador dos Mapas Afetivos (Bomfim, 2003) propÃs-se a construÃÃo de imagens tÃteis da cidade utilizando-se materiais para modelagem e montagem, tais como algodÃo, canudos, barbante, massa de modelar dentre outros. Foram consultadas 37 pessoas com deficiÃncia visual total e parcial de ambos os sexos. Os resultados indicaram a construÃÃo de quatro imagens de Fortaleza: InseguranÃa, Contraste, DestruiÃÃo e Agradabilidade. As mÃs condiÃÃes de acessibilidade arquitetÃnica e atitudinal em Fortaleza foram enfatizadas como elementos que trazem mais inseguranÃa aos participantes do que a violÃncia e a criminalidade, gerando medo de deslocar-se pela cidade. Apesar da elevada incidÃncia de sentimentos despotencializadores os respondentes tambÃm identificaram pontos positivos em suas experiÃncias, os quais estÃo ligados principalmente ao gosto pelos locais pÃblicos como praias e shoppings; pelos lugares de intimidade, integrantes das vivÃncias cotidianas dos participantes e pela convivÃncia social com pessoas prÃximas e com os demais habitantes da cidade. Conclui-se que a riqueza de informaÃÃes obtidas a partir de referÃncias nÃo visuais permite uma compreensÃo integral da cidade, ainda que a pesquisa tenha evidenciado que o pÃblico consultado tem leituras e necessidades especÃficas quanto ao ambiente urbano, que nÃo sÃo supridas em Fortaleza, visto que a estima de lugar despotencializadora obteve mais respostas do que a estima de lugar potencializadora. / This paper aims to study the way visually impaired people feel, think and act in the city of Fortaleza. The impairment has been considered as a social subject and not only as a sensorial restriction. Based on the theoretical inputs of social and environmental Psychology, this work considers the individual as a historical, social and emotional being, who establishes a relationship with his/her physical and social environment, transforming it and being transformed by it. This study questions the impact of the urban experiences from visually impaired people as emotional intensifiers (or not) of their actions in the city. The affective theory and the concept of esteem of place have guided the comprehension of the individualsâ relationship with the city, inclusively guiding us in the choice of the study methodology.By applying the generator instrument of affective maps (Bomfim, 2003), we proposed the construction of tactile images of the city, using molding and assembly materials, such as cotton, straws, strings, play dough and others. Thirty-seven visually impaired people with complete and partial blindness, from both genders, were consulted. The results indicated the construction of four images of the city of Fortaleza: Insecurity,Contrast, Destruction and pleasantness. The bad conditions on architectural and attitude accessibility in Fortaleza were emphasized as elements that cause much more insecurity to the contestants than the violence or the crime rate, causing a fear of moving through the city. Despite of the high occurrence of disempowering feelings, the respondents also identified positive aspects on their experiences, which are especially connected with the taste for public places, such as beaches and shopping malls; and for intimacy places, that are part of the contestantsâ daily experiences and with social living with close friends and other in habitants of the city. The study concludes that the abundance of information which was gotten by the non-visual references allows us to have a full understanding of the city, even though the research had highlighted that the contestants have specific comprehensions and needs in relation to the urban environment, that are not fulfilled on Fortaleza, since the negative esteem of place has obtained more answers than the positive esteem of the place.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / "Este trabalho apresenta um estudo dos inversores multinÃveis em cascata usando cÃlulas H-bridge na configuraÃÃo assimÃtrica usando transformador de mÃltiplos secundÃrios. Ele demonstra equaÃÃes para o cÃlculo da freqÃÃncia das cÃlulas para o inversor operando com as configuraÃÃes binÃria e ternÃria, bem como o projeto completo do transformador toroidal com nÃcleo laminado. Este trabalho define a melhor freqÃÃncia de operaÃÃo do transformador que possibilita reduÃÃo no tamanho se comparado a operaÃÃo em 60 Hz. Ele tambÃm aborda uma metodologia para o cÃlculo das perdas nas cÃlulas do inversor as quais sÃo Ãteis para o cÃlculo tÃrmico do inversor." / This dissertation proposes a design of a cascaded multilevel inverter using H-bridge cells in asymmetric configuration and a multiple secondary transformer. Equations for determining the frequency operation of each cell with binary and ternary configurations, as well as the complete design of toroidal transformer with laminated core. This work proposes also the optimal operating frequency of the transformer that enables reduction in core size, when compared to 60 Hz operation. It is also discussed a methodology for calculate the losses in the cells of the inverter, which are useful to determine the thermal behavior of the inverter.

Este trabalho tem por objetivo apresentar um novo conceito para a concepÃÃo de conversores para aplicaÃÃes em energias renovÃveis e carregamento de baterias com um nÃmero reduzido de estÃgios de processamento. SÃo desenvolvidas trÃs topologias diferentes de conversores de alto ganho de tensÃo com um Ãnico estÃgio de processamento e capaz de operar tanto com um banco de baterias como com painÃis fotovoltaicos. A operaÃÃo destes conversores permite que as fontes de entradas (painÃis ou baterias) operem de forma natural, independentemente ou complementarmente, compondo um barramento CC e apresentando a comutaÃÃo suave dos interruptores. Por fim, foram desenvolvidos trÃs protÃtipos para uma potÃncia de 500 W que validam o princÃpio de funcionamento dos sistemas propostos apresentando alto rendimento, alto ganho de tensÃo e boa regulaÃÃo do barramento CC em todos os modos de operaÃÃo. / Taking into account the great technological development on renewable energy systems and their applications on power electronics, this work presents a new concept of converters applied to renewable systems and batteries charging with a reduced number of energy processing stages. This work approaches three different high voltage gain converters topologies with only one processing stage, and with bidirectional capability, with batteries, and with photovoltaic panels. The operation of these converters allow that the inputs (PVpanels or batteries), work independently or simultaneously, in order to compose a single DC bus. Also, proposed topologies present natural soft-switching operation. At last, the three prototypes were developed to work with a nominal power of 500W, validating the operation principle of the proposed system, featuring high efficiency, high voltage gain, and good voltage regulation on the DC bus.